摘要：核心定义：HIP是一种同时施加高温和极高各向同性压力（即从各个方向施加的、大小相等的压力）的材料加工和处理技术。处理的对象通常是金属、陶瓷、复合材料或由粉末、铸件等制成的部件。

一、什么是热等静压（HIP）？

热等静压 的英文全称是 Hot Isostatic Pressing，缩写为 HIP。

图 1. 热等静压世界经典著作

核心定义： HIP是一种同时施加高温和极高各向同性压力（即从各个方向施加的、大小相等的压力）的材料加工和处理技术。处理的对象通常是金属、陶瓷、复合材料或由粉末、铸件等制成的部件。

工作原理与过程：

压力介质：过程在一个密闭的、耐高压的容器（通常称为“高压釜”或“压力容器”）中进行。容器内充满惰性气体（如氩气）作为传递压力的介质。

“热”：通过加热系统将容器内的气体和工件加热到所需的温度（通常可达1000°C - 2000°C，具体取决于材料）。

“等静压”：同时，通过泵系统将气体加压到极高的水平（通常可达100 - 200 MPa，相当于1000到2000个大气压）。由于是气体加压，压力会均匀地作用在工件的每一个表面上，无论其形状多么复杂。

图 2. 热等静压工艺示意图

主要目的与效果：

消除内部缺陷：这是HIP最经典的应用。在高温高压的共同作用下，材料内部的气孔、微裂纹等缺陷会发生蠕变和扩散粘结，从而被完全闭合和焊合，使材料致密化。

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提高力学性能：消除缺陷后，材料的疲劳强度、韧性、抗冲击性和耐磨性等力学性能得到显著提升，产品寿命和可靠性大幅增加。

粉末固结：可以直接将金属或陶瓷粉末装入包套中，通过HIP工艺制成完全致密的、形状复杂的近净形零件，无需传统的熔炼和锻造工艺。

扩散粘结：可以将不同的材料部件通过原子扩散牢固地粘结在一起，制造复合结构。

二、HIP的发展历史

HIP技术的发展是材料科学与工业需求共同推动的典范。

1950年代：诞生于“难熔金属”需求

发明者：该技术由美国巴蒂尔纪念研究所 的科学家在1955年左右率先开发出来。

最初目的：当时是为了满足核能和航空航天工业对难熔金属（如钨、钼、铌、钽）和陶瓷燃料与包壳材料的需求。这些材料熔点极高，难以用传统方法熔化加工和致密化。HIP提供了一种在低于熔点的温度下使其致密化的有效手段。

1960-1970年代：应用于铸件修复与高性能合金

关键推动力：航空航天工业，特别是喷气发动机和航天器对高性能镍基/钴基超合金铸件的需求激增。这些铸件（如涡轮叶片）内部难免存在微孔洞，严重影响其高温疲劳寿命。

重大进展：HIP工艺被证明能有效消除这些缺陷，使关键航空部件的性能和可靠性产生了革命性的提升。从此，HIP成为高端铸件生产的标准后处理工艺。

1980年代：粉末冶金与新兴材料

领域扩展：HIP技术广泛应用于工具钢、高速钢的粉末致密化，生产各向同性、无偏析的超均匀材料。

新应用：开始用于制备陶瓷、金属基复合材料 和碳化钨硬质合金，进一步拓展了其应用范围。

设备发展：HIP设备向更大规模、更高压力和温度方向发展，以满足工业生产的需求。

1990年代至今：成熟、扩散与创新

行业标准化：HIP成为铸造、粉末冶金和陶瓷等行业不可或缺的标准工艺，尤其是在航空航天、医疗（如钛合金人工关节）、能源（如油气阀门）等领域。

“HIP+热处理”一体化：现代先进的HIP设备可以将热等静压与后续的热处理（如固溶处理）在一次性加热循环中完成，大大节省能源和时间，并优化材料性能。

增材制造（3D打印）的后处理：这是HIP最新、最重要的应用领域之一。金属3D打印的零件内部通常存在微小气孔，通过HIP处理可以完美消除这些缺陷，使打印件的力学性能达到甚至超过锻件水平，是金属增材制造走向高端应用的关键一环。

中国的发展：中国的HIP技术起步稍晚，但发展迅速。目前，国内已能自主设计和制造大型、先进的HIP设备，并在航空航天、科研等领域广泛应用。

总的来说，热等静压 (HIP) 是一项通过高温和超高压各向同性气体压力来消除材料内部缺陷、致密化粉末、提高材料性能的关键尖端制造技术。它从20世纪中叶为解决核工业难题而诞生，随后被航空航天工业推向成熟，如今已广泛应用于铸件、粉末冶金、硬质合金、陶瓷以及最新的金属3D打印领域，是高端制造业不可或缺的“质量卫士”和“性能增强器”。

三、为什么增材后处理需要热等静压？

激光粉末床熔融（LPBF）技术虽能高效制造复杂结构的金属零件，但其快速熔化与凝固的核心特性，会不可避免地在零件内部引入多种缺陷，常见的包括气孔、未熔合与微裂纹。其中，气孔可分为匙孔气孔与工艺气孔：匙孔气孔源于激光能量过高导致熔池下陷形成深孔，深孔坍塌后气体被包裹，最终形成不规则气孔；工艺气孔则多因工艺参数不当引发，比如能量不足、扫描速度过快导致粉末未完全熔化，或保护气体（如氩气）卷入熔池而产生。未熔合缺陷表现为相邻熔道或层间未能充分熔合，形成不规则的拉长状缝隙；微裂纹则多见于难焊接合金（如部分镍基超合金、高强铝合金），由快速冷却过程中积累的残余应力诱发，隐藏在零件内部或界面处。

图 3. LPBF典型缺陷

这些内部缺陷的危害极具针对性：若缺陷位于零件表面或近表面，会成为天然的应力集中点，在振动、循环载荷等疲劳工况下，裂纹极易从此处萌生并快速扩展，最终导致零件过早断裂。相比之下，它们对抗拉强度、屈服强度等静态性能的影响相对有限，但对疲劳强度与疲劳寿命的破坏却极为显著，常使后者下降 50% 甚至更多 —— 这对航空发动机叶片、骨科植入物等需长期在动态载荷环境下工作的关键部件而言，无疑是致命隐患，直接限制了 LPBF 技术在高端制造领域的应用。

热等静压（HIP）工艺恰好能针对性解决这一痛点，它通过同时施加高温与超高静水压力，成为 LPBF 零件后处理的核心手段。该工艺的温度通常达到材料固相线温度的 0.7~0.9 倍，足以促使材料发生蠕变与原子扩散；压力则稳定在 100-200MPa（约 1000-2000 个大气压），以高压氩气为传递介质，确保压力从各个方向均匀作用于零件。在这种极端环境下，HIP 的作用机理层层递进：首先，材料在高温下产生蠕变与塑性变形，内部的气孔、未熔合等缺陷被逐步压合、挤压，界面处的原子扩散进一步让缺陷彻底愈合，最终使材料致密度提升至 99.999%；其次，高温能优化微观结构，不仅可破碎 LPBF 过程中形成的粗大柱状晶、减少化学成分偏析，还能修复部分微裂纹，让组织更均匀稳定；此外，高温环境还能缓解 LPBF 成形时积累的残余应力，降低零件后续变形或开裂的风险。

HIP 带来的性能提升直接且关键：最核心的收益是疲劳性能的跨越式提升 —— 应力集中源的消除让零件疲劳寿命与疲劳强度实现数量级增长，彻底打破了 LPBF 零件在动态载荷场景中的应用限制；同时，内部缺陷的减少显著提高了材料的断裂韧性，零件整体性能的均匀性与一致性也大幅增强，有效降低因缺陷随机分布导致的性能波动，提升产品可靠性；即便对静态性能，HIP 也能在一定程度上改善延伸率与抗拉强度，实现全面的性能升级。

由此可见，热等静压（HIP）并非可选的后处理步骤，而是确保金属 LPBF 技术生产高质量、高可靠性零件的必要工序。它精准弥补了 LPBF 技术的固有短板，将原本存在缺陷隐患的零件升级为可耐受苛刻环境的关键构件，成为 LPBF 技术向航空航天、医疗植入等高端制造领域深度渗透的核心支撑。

四、增材产品什么情况下必须进行HIP？

热等静压（HIP）虽能精准解决激光粉末床熔融（LPBF）零件的核心缺陷，大幅提升性能，但并非所有LPBF零件都需经过这一工艺——例如部分仅用于低载荷、非关键场景的结构件（如工业设备的普通支架、非承重外壳），若对可靠性、寿命要求较低，且打印后检测无明显影响基础功能的缺陷，可省略HIP以降低成本与生产周期。不过，当LPBF零件涉及以下三类场景时，HIP通常被视为必需的后处理工序，其作用无法通过其他工艺替代。

第一类是应用于关键安全领域的零件。

这类零件的失效直接关联人身安全、重大装备运行安全或公共利益，对缺陷容忍度趋近于零。以航空航天领域为例，发动机涡轮叶片、燃烧室衬套需在高温（600-1200℃）、高频振动的极端工况下长期工作，若内部存在未熔合或微裂纹，可能在服役中发生断裂，引发发动机空中停车；飞机的起落架连接件、机翼承重梁等结构件，承受着起飞降落时的冲击载荷与飞行中的气动载荷，哪怕微小气孔也可能成为疲劳裂纹的萌生点，导致结构坍塌。医疗领域的植入物同样如此，人工髋关节、椎体等部件需与人体组织长期结合，且要耐受日常行走、活动带来的循环生理载荷，若因内部缺陷出现早期疲劳断裂，不仅需二次手术，还会对患者健康造成严重影响。因此，这类关键安全件在出厂前，HIP是确保其缺陷消除、可靠性达标的硬性要求，也是通过行业安全认证（如航空航天的FAA、EASA认证，医疗的FDA、NMPA认证）的必要前提。

第二类是材料本身易产生难以通过工艺优化解决的缺陷的情况。

部分合金因成分设计或晶体结构特性，在LPBF快速熔化-凝固过程中，缺陷的产生具有“固有性”，即便反复调整激光功率、扫描速度、层间温度等工艺参数，也无法彻底规避。典型如镍基高温合金GH3230，其传统成分中含有较高比例的铬、钨等元素，打印时易因元素偏析导致晶界强度下降，同时快速冷却产生的巨大温度梯度会诱发微裂纹；类似的还有某些高强铝合金（如7075），因铝-锌-镁合金体系的固溶强化特性，打印后易出现时效析出不均匀，伴随微小孔隙与晶间裂纹。对于这类材料，HIP已成为标准后处理流程的核心环节——通过高温下的原子扩散与超高静水压力的塑性变形，既能愈合微裂纹，又能消除成分偏析带来的结构不均，让材料性能达到设计标准，若省略HIP，即便工艺参数最优，零件也无法满足后续使用要求。

第三类是对疲劳性能有极高要求的零件。

疲劳性能的核心是零件耐受循环载荷的能力，而LPBF零件的气孔、未熔合等缺陷，会成为循环载荷下的“应力集中陷阱”，大幅缩短疲劳寿命。但并非所有需承受疲劳载荷的零件都需HIP：例如普通工业风机的叶片，若仅承受低频、低幅值的循环风载，且设计寿命较短（如5年以内），可能通过优化打印工艺控制缺陷率，无需额外HIP；但对于需长期承受高频、高幅值循环载荷的零件，如风电主轴的核心连接件（需耐受20年以上的风况波动循环）、赛车发动机的活塞（每分钟数千次往复运动）、液压系统的高压阀体（长期承受脉冲压力），其疲劳寿命要求往往达到数万甚至数十万次循环，此时HIP的作用至关重要——它能将零件致密度提升至99.999%，消除几乎所有微观缺陷，使疲劳强度提升50%以上，甚至接近同材质锻件水平，若不进行HIP，零件可能在远未达到设计寿命时就因疲劳失效，导致设备停机或安全事故。

综上，HIP在LPBF零件后处理中的必要性，本质是“风险-性能-成本”综合权衡的结果：当零件的应用场景涉及安全底线、材料缺陷无法通过工艺规避，或疲劳性能要求突破常规工艺极限时，HIP不再是“可选优化项”，而是保障零件满足设计目标与服役需求的“必需工序”。

五、国内HIP设备厂商

钢研昊普（央企）

川西机械（央企）

海德利森（民企）

钢研昊普科技有限公司

公司性质与背景： 央企巨头 隶属于中国钢研科技集团有限公司，是其控股的高新技术企业。中国钢研是中国金属材料与冶金行业最大的综合性研究开发机构，因此钢研昊普是真正的“国家队”选手，技术底蕴极其深厚。

技术渊源与地位： 其技术传承自中国钢研（原钢铁研究总院），该院是国内最早（上世纪70年代）开展HIP技术研究和设备研制的单位之一。钢研昊普可以说是中国HIP技术的奠基者和引领者之一，承载了国家多项重大科研任务。

核心优势：

技术研发实力顶尖：背靠中国钢研，拥有强大的材料学基础研究能力和庞大的专家团队，具备自主设计、研发和制造顶级HIP设备的能力。

全产业链服务：不仅制造和销售HIP设备，还运营着国内顶级的第三方HIP加工服务中心。客户可以购买设备，也可以将产品送来代工处理，这种模式在国际上也很流行（如美国Bodycote）。

高端市场应用：其设备和工艺深度服务于航空航天、军工、核电等涉及国家战略安全的高端领域，产品可靠性和技术指标要求极高。

主要产品与服务：

各种规格的HIP设备（从实验室小型设备到大型工业生产设备）。

HIP工艺技术开发与咨询服务。

HIP代加工服务（为其客户处理高端铸件、3D打印零件、硬质合金等）。

总结：钢研昊普是技术驱动型的央企代表，是中国HIP技术的源头和标杆，尤其在解决“卡脖子”的高端材料难题方面扮演着不可替代的角色。

四川川西机器有限责任公司

公司性质与背景： 军工央企 隶属于中国航空发动机集团有限公司。

技术渊源与地位： 川西机器是国内最早（始于1960年代）研制冷热等静压机的专业厂家之一。由于其强大的军工背景，长期服务于航空、航天、兵器、核工业等领域，积累了极其丰富的实践经验。

核心优势：

深厚的军工底蕴：对航空航天等领域所需材料的HIP处理工艺有极为深刻的理解，其设备的设计和制造标准完全符合严苛的军工品质要求。

工程化与可靠性：相较于纯科研单位，作为生产制造企业，其优势在于将技术转化为稳定、可靠、耐用的工业化装备的能力非常强。设备在连续生产中的稳定性是其强项。

紧密的行业联系：作为中国航发旗下企业，与航空发动机主机厂、科研院所有着天然的紧密合作，能最直接地了解下游客户的需求和痛点。

主要产品与服务：

系列化热等静压机、冷等静压机。

等静压设备配套及相关自动化设备。

同样提供设备与工艺服务。

总结：川西机器是军工应用型的央企代表，是HIP技术在中国航空发动机等“大国重器”领域实现工程化、批量生产应用的核心保障力量，以可靠性和实战经验著称。

北京海德利森科技有限公司

公司性质与背景： 高新技术民企 是一家成立于2001年的民营高科技企业。虽然成立时间晚于前两家央企，但其在高压技术领域发展迅猛，已成为行业内的佼佼者。

技术渊源与地位： 海德利森最初的核心技术是高压流体控制系统，尤其在高压气动、液压和测试系统方面有深厚积累。在此基础上，他们成功地将技术拓展至HIP领域，并实现了快速市场化。

核心优势：

市场机制灵活：作为民营企业，对市场反应速度更快，服务更灵活，在价格和交付周期上可能更具竞争力。

技术跨界创新：凭借其在高压系统（如氢能、水切割等领域）的通用技术优势，能够为HIP设备带来一些新的设计思路和解决方案。

应用领域拓展：不仅专注于传统的金属材料领域，还积极布局新兴市场，如3D打印后处理服务、半导体等，抓住了HIP技术新的增长点。

全球化视野：积极与国际同行交流合作，参与国际竞争。

主要产品与服务：

各型号热等静压设备。

高压气态储氢测试系统、高压流体控制系统等其传统优势产品。

提供HIP加工服务。

总结：海德利森是市场驱动型的民企代表，是HIP市场的“鲶鱼”，以其灵活的机制、快速的创新和对新兴市场的敏锐度，打破了原有格局，推动了HIP技术的更广泛普及和应用。

六、国内HIP服务厂商

钢研昊普（HIP设备、服务）

川西机械（HIP设备、服务）

海德利森（HIP设备、服务）

安徽应流（HIP服务）

大连远东（HIP服务）

飞 而 康（HIP服务）

钢研昊普科技有限公司

钢研昊普作为中国钢研科技集团有限公司旗下的国家级高新技术企业，钢研昊普是国内HIP技术与服务的领军者。其核心优势在于深厚的材料科学研究背景，不仅提供高性能的HIP设备制造，更运营着覆盖全国的多个HIP加工服务中心（如北京、河北涿州、江苏镇江、山东青岛等）。该公司深度服务于航空航天、核电、军工等高端领域，为客户提供从工艺研发到批量处理的全方位解决方案，是解决关键材料“卡脖子”问题的重要力量。

四川川西机器有限责任公司

川西机械是一家隶属于中国航空发动机集团的军工背景企业，是国内最早研制等静压设备的专业厂家之一。川西机器拥有深厚的军工底蕴和严格的品控体系，其HIP服务尤其专注于航空发动机、燃气轮机等高端铸件和零件的缺陷消除与性能提升。其对产品质量和可靠性的极致追求，使其成为航空航天及军工领域不可或缺的核心服务商。

北京海德利森科技有限公司

海德利森作为一家成功的高新技术民营企业，海德利森以其市场灵活性和创新速度著称。该公司最初的核心技术是高压流体系统，并在此基础上成功切入HIP领域。海德利森积极布局新兴市场，特别是在金属3D打印零件的后处理服务方面。其服务响应速度快，在传统制造业升级和提供更具性价比的解决方案方面具有竞争优势。

安徽应流集团

安徽应流 1990 年进入铸造行业，构建以铸造为源头，涵盖焊接热处理、热等静压、机械加工、表面处理的完整高端零部件生产体系，工艺、检测、装备及产业规模行业领先。产品服务航空航天、燃气轮机、核能核电等高端装备领域，出口 40 多国，服务 100 余家全球行业龙头，是国际知名高端装备关键零部件制造商。其实施 “双延伸” 战略，主营覆盖高端部件、航空科技、先进材料，航空 / 燃机高温合金热端部件、核电关键件、涡轴发动机等产品达国内先进或国际领先，2014 年于上海主板上市，亦是我国高端装备制造产业链重要成员。

大连远东新材料科技有限公司

大连远东是国内专业的HIP（热等静压）技术服务商，专注于通过热等静压技术为客户提供材料致密化解决方案。公司拥有专业的热等静压加工中心，其HIP服务不仅应用于高速钢、硬质合金等工具材料的粉末固结和致密化处理，还服务于航空航天、核工业、兵器等高端制造领域，能够有效消除铸件内部缺陷、提高材料性能，是东北地区重要的热等静压加工服务基地。

飞而康快速制造科技有限责任公司

飞而康是国内金属增材制造（3D打印）领域的领先企业。HIP技术是其整体解决方案中至关重要的一环，用于彻底消除3D打印金属零件内部的微孔洞，从而将产品的疲劳性能提升至锻件水平。因此，飞而康的HIP服务与其增材制造主营业务深度绑定，主要服务于对零件性能有极端要求的航空航天（如发动机叶片、结构件）和医疗器械（如植入物）等领域。

七、全文总结

热等静压（HIP）是一门以 “高温 + 超高静水压力” 为核心的尖端制造技术，通过惰性气体均匀传递 100-200MPa 压力（约 1000-2000 个大气压），在 900-2000℃环境下实现材料致密化、缺陷消除与性能升级，其核心价值在于 “解决工业痛点、突破性能极限”：既能消除铸件、粉末冶金件的气孔、缩松，也能为增材制造（LPBF）零件弥补 “快速熔凝导致的固有缺陷”，成为高端制造领域的 “质量卫士”。

从发展脉络看，HIP 的进化始终紧跟工业需求：1950 年代为解决核能难熔金属（钨、钼）加工难题诞生，1960-1970 年代因航空航天高端铸件（如镍基合金涡轮叶片）的缺陷修复需求走向成熟，1990 年代后拓展至陶瓷、复合材料领域，如今更是金属 3D 打印突破 “高端应用瓶颈” 的关键 —— 它能针对性消除 LPBF 零件的匙孔气孔、未熔合与微裂纹，使疲劳寿命提升 50% 以上，让打印件性能比肩锻件。

在应用场景中，HIP 并非 “通用选项”，而是 “关键场景必需项”：当零件涉及航空航天发动机承重件、医疗植入物等关键安全领域（失效即关联安全），或采用 GH3230 等 “缺陷固有型材料”（工艺优化无法避缺陷），亦或需承受高频高幅值循环载荷（如风电主轴连接件）时，HIP 成为通过行业认证、保障服役安全的硬性要求。

从国内产业布局看，已形成 “设备 + 服务” 双轮驱动的格局：钢研昊普（央企，技术源头）、川西机械（军工背景，工程化强）、海德利森（民企，灵活创新）奠定设备基础；安徽应流（全产业链配套）、飞而康（增材深度绑定）、大连远东（区域服务基地）等服务厂商覆盖航空航天、核电、医疗全场景，共同支撑我国高端制造的 “性能升级” 需求。

做增材制造或高端铸件的朋友，常会遇到这样的痛点：想找能处理复杂零件的 HIP 服务商，却担心技术不达标；需要同步对接打印、检测、HIP、机加工全流程资源，却要四处比价、反复验证可靠性 —— 这些问题，一个「AMLetters【打印服务商群】」就能解决。

群内已汇聚国内主流 HIP 服务厂商（包括大连远东、海德利森等），同时覆盖打印服务、CT / 射线检测、磨粒流后处理、阳极氧化等全流程配套企业。无论你是需要处理航空发动机叶片的 HIP 需求，还是想一站式匹配 “打印→HIP→检测” 全链条资源，都能在群内直接对接厂商负责人，省去中间沟通成本，快速找到靠谱合作伙伴。

来自：AM letters

长三角G60激光联盟陈长军转载

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来源：汉服小白